高中物理电场及静力问题解题的基本思路与方法分析

（湖南省长沙市长郡滨江中学班级:G1601 湖南长沙 410013）

引言

大家都知道，物理这门学科内容十分抽象，难度也特别大，我们学生在学习的过程中常常感到十分困惑，而且仅仅掌握物理学的一些公式和概念，根本不能解决实际问题，所以必须将公式和概念与实际问题紧密联系，平时要多做习题，掌握解题的方法和技巧，只有这样，才能学好物理，提高成绩。

一、高中物理电场问题解题的基本思路与方法

1.电场中的相关物理量

面对电场问题时，我们先应该分析问题电场具体是由哪些场电荷组成的，并明确电场中的所有物理量的含义，看清矢量还是标量，之后正确使用叠加原理进行计算。下面对于物理量的主要内容进行简单的描述，希望帮助大家认清其中的含义。第一点，电量的正负并不代表电量的大小和多少，只是表示电性的不同。第二点，由于电场强度以及电场力都是矢量，在代入库仑公式以及场强定律时，不能加上电量的正负，这一运算过程只是求出结果的大小，方向要具体情况具体分析，而且值得注意的是，空间各点场强和电场力的具体方向不是正负符号能够完全准确表示的。第三点，标量包含电能和势能，它们的大小用正负号表示，计算过程中，直接带正负号进行加减。第四点，电场力做功与电荷电势能成反比，如果电场力做正功，那么电荷的电势能就减小，如果电场力做负功，则电荷的电势能增加，所以在具体运算中，要代入符号，通过判断电场力做功的情况，求出做功的大小。

2.电场中的运动情况

分析电场中电荷的运动情况是解决问题的必经之路，通过理清电荷的运动轨迹和运动规律，能够加深我们对电荷的理解，提升我们解题的综合能力。首先我们应该明确解题的对象，也就是找准带电体，其次分析这个带电体的受力情况以及外力分布，并根据题目要求，再次分析每一个物理过程，讨论每一种可能出现的情况，找出题目中隐含的信息，最后选择符合要求的力学公式，带入具体的物理量，得出结果。

3.电场问题中的注意事项

电场问题中平行板电容器特别值得注意，因为在直流电路中，平行板电容器处于断路状态，所以两板之间的电压等于和它并联在一起的用电器的电压。如果平行板电容器接通电源，通过改变两板之间的距离以及正对面积，能够改变平行板的带电量，但电压保持不变，如果平行板电容器断开电源后，再次移动平行板，其带电量不变，但是电压会发生改变。正常情况下，平行板电容器内部的电场是匀强电场，电荷都是做匀速运动。还应该额外注意的是，电场的场强以及电势可以借助电力线和等势面进行描述，一般情况下，电荷周围的电力线的数量与电荷的电量成正比，电力线的方向也是场强的方向[1]。

例1，如图1所示，一个竖直放置的平行板，两个极板之间有一个带电的小球，这个小球由细线悬挂在O点，首先对电容器进行充电，让两个极板的电荷量分别达到+Q和-Q，这时细线偏离竖直方向的夹角为π/6，之后逐渐增加电量，使得夹角变为π/3，求第二次充电后，电容器正极板电荷的增加量。

图1

解析如下：第一次充电后，两极板的电荷量分别是+Q和-Q，细线与竖直方向夹角为π/6，可以算出小球受到的电场力F1=mg tan（π/6），假设电容器的电容量为C，极板之间的距离为d，那么极板之间的电压U1=Q/C，电场强度E1=U1/d，F1=q E1，继续充电后，细线与竖直方向夹角变为π/3时，小球的电场力F2=mg tan（π/3），假设这时电容器的电量为Q’，则极板之间的电压U2=Q’/C，电场强度E2=U2/d，F2=q E2，解得Q’=3Q，所以正极板电荷的增加量为Q’-Q=2Q。

二、高中物理静力问题解题的基本思路与方法

1.静力问题解题的具体步骤

关于静力学的解题步骤，同样需要确定研究对象，可以根据研究对象的情况，将其分割，形成一个个独立的部分，也可以适当扩大对象的范围，或者是转移研究对象。对于研究对象的受力情况，要根据正交分解法进行合成和分解，对于平衡的问题，根据条件∑F=0，∑M=0，列出方程组。

2.物体达到平衡的相关条件

拿质点为例，如果一个质点受到外力的作用，并且保持匀速直线运动或者静止状态，那么它本身的加速度就是零，它就处于平衡状态。如果想要质点达到平衡，必要条件是∑F=0，正交分解后能够得出∑Fx=0，∑Fy=0。对于具体的物体而言，达到平衡的条件是没有水平加速度，也没有竖直加速度，所以∑F=0，∑M=0。当物体受到三个力而达到平衡时，这三个力一定有一个共同点，并且这三个力的矢量能够形成密闭的三角形，同时每两个力的合力等于第三个力，并且方向相反[2]。

例2，求图2中刚架的约束反力。

图2

图3

解析：把刚架当做研究对象，分析其受力情况，如图3所示，可知：

解得FAx=q b，FAy=P，MA=Pa+1/2qb2。

结语

总而言之，目前我们大多数学生在学习电场以及静力知识时，受到以往学习方式的影响，不能灵活地解决相应的问题，导致在接下来的学习中，跟不上教师的进度，久而久之，产生了厌学和畏学的心理，不利于物理成绩的提高。有鉴于此，找准电场和静力问题的解题思路和方法，对于我们学生更好地进行物理知识的学习是大有裨益的。